DE10200067A1

DE10200067A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE10200067A1
Application number: DE2002100067
Authority: DE
Inventors: Gerd Arnold; Conrad Richter
Original assignee: Ibn Dresden GmbH
Current assignee: Ibn Dresden GmbH
Priority date: 2002-01-03
Filing date: 2002-01-03
Publication date: 2003-07-24

Abstract

Verfahren zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten und Vorrichtung hierfür, wobei eine Flüssigkeit von einer Dosiereinrichtung in einer rotierenden Dosierbewegung an ein benachbart zur Dosiereinrichtung angeordnetes Trägermaterial übertragen wird, und wobei die Flüssigkeit an vorbestimmten Stellen des Trägermaterials zur Erzeugung eines Musters aus diskreten Flüssigkeitsbereichen auf dem Trägermaterial angeordnet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten.
Bei unterschiedlichen technischen Anwendungsfällen besteht eine Notwendigkeit, geringe bis geringste Mengen von Flüssigkeiten zu dosieren. Die Dosierung erfolgt bei derartigen Anwendungsfällen meist in verschiedenen Zeitregimen, also in unterschiedlichen Zeitintervallen mit u. U. verschiedenen Intervalllängen. Häufig variieren auch die bei solchen Anwendungsfällen an die Vorrichtung bzw. an das Verfahren zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten gestellten Leistungsansprüche, insbesondere hinsichtlich einer Dosiergenauigkeit. Die Dosiergenauigkeit kann dabei sowohl auf eine Auflösung der zu dosierenden Menge an Flüssigkeit als auch auf eine Auflösung des Ortes, an welchem die entsprechende Menge Flüssigkeit angeordnet werden soll, bezogen sein.

Bekannte Verfahren und Vorrichtungen zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten verwenden häufig Flüssigkeitsdispenser oder Pipetten, wobei eine zu dosierende Meng an Flüssigkeit entweder direkt durch sogenannte Kolbendirektverdrängung oder indirekt durch ein Luftpolster erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten anzugeben, wobei die Flüssigkeit bei einer hohen Dosiergenauigkeit zuverlässig und kosteneffektiv dosierbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten weist dementsprechend eine Dosiereinrichtung und ein benachbart zu der Dosiereinrichtung angeordnetes, bewegliches und flexibles Trägermaterial auf, wobei die Dosiereinrichtung um eine Drehachse derselben rotierbar ist und mittels einer rotierenden Dosierbewegung ein vorgegebenes Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen auf dem Trägermaterial erzeugbar ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine Mikrodosierung von Flüssigkeiten auf ein flexibles Trägermaterial, wie beispielsweise Folien, Filme oder Papiere kontinuierlich und nach einem vorgegebenen Muster zu realisieren, wobei 5 bis 10 Dosiertakte pro Sekunde mit je 144 Einzeldosierungen realisiert sind.

Weiterhin kann dieses Muster zur Anpassung an unterschiedliche Anwendungsfälle in vorteilhafter Weise schnell und kostengünstig variiert und damit an neue Verwendungsfälle angepaßt werden.

Vorteilhaft ist insbesondere auch, daß das Muster, welches häufig als Matrix ausgebildet ist, bei vergleichsweise hoher Genauigkeit auf das Trägermaterial aufgebracht wird, wobei eine erreichbare Ortsgenauigkeit im Bereich von 0,5 mm liegt.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten ist eine Transportrichtung des Trägermaterials quer, insbesondere senkrecht zu der Drehachse der Dosiereinrichtung angeordnet. Bevorzugterweise ist das Trägermaterial zumindest zeitweise unter der Dosiereinrichtung angeordnet. Weiterhin ist das Trägermaterial als einzelne Trägerplatten oder als endloses Band, insbesondere von einer Vorratsrolle, der Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten zuführbar.

Nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Trägermaterial Bereiche mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaft auf, wobei eine Anordnung der Bereiche mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften analog zum vorgegebenen Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen ist.

Auf dem Trägermaterial kann ein Saug- oder Speichermedium angeordnet sein, wobei das Saug- oder Speichermedium entsprechend dem zu erzeugenden Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen vorstrukturiert ist und/oder Bereiche mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften analog zum vorgegebenen Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen aufweist.

Das zu erzeugende Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen kann eine Matrix mit mehreren diskreten Flüssigkeitsbereichen aufweisen.

Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten ist die Dosiereinrichtung als Dosierwalze ausgebildet. In einer speziellen Ausführungsform dieses Ausführungsbeispiels weist eine Umfangsfläche der Dosierwalze eine Profilierung entsprechend dem zu erzeugenden Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen auf.

Es ist vorteilhaft, wenn das Trägermedium und/oder die Dosierwalze kontinuierlich oder absatzweise bewegbar sind, wobei die Bewegungen des Trägermediums und/oder der Dosiereinrichtung mittels einer insbesondere elektronischen Steuereinrichtung steuerbar sind.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Flüssigkeit in einem benachbart zur Dosiereinrichtung angeordneten Vorratsbehälter gespeichert und mittels eines Dosierreglers der Dosiereinrichtung zuführbar ist.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten eine weitere Dosiereinrichtung mit einem weiteren Vorratsbehälter und einem weiteren Dosierregler auf, wobei die weitere Dosiereinrichtung um eine Drehachse derselben rotierbar ist und mittels einer rotierenden Drehbewegung ein weiteres, vorgegebenes Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen auf dem Trägermaterial erzeugbar ist.

Zudem ist es vorteilhaft, wenn eine Trocknungseinrichtung für die auf das Trägermaterial aufgebrachten diskreten Flüssigkeitsbereiche vorgesehen ist.

Gemäß dem Verfahrensaspekt wird die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten mit den Merkmalen des Anspruches 14.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten wird demzufolge eine Flüssigkeit von einer Dosiereinrichtung in einer rotierenden Dosierbewegung an ein benachbart zur Dosiereinrichtung angeordnetes Trägermaterial übertragen, wobei die Flüssigkeit an vorbestimmten Stellen des Trägermaterials zur Erzeugung eines Musters aus diskreten Flüssigkeitsbereichen auf dem Trägermaterial angeordnet wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten wird in vorteilhafter Weise eine kontinuierliche Mikrodosierung von Flüssigkeiten ermöglicht, wodurch eine hohe Dosierleistung erreicht wird.

Durch die rotierende Dosierbewegung werden zudem Linearbewegungen bei der Dosierung vermieden, wodurch eine einfache Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich wird.

Weiterhin kann die rotierende Dosierbewegung in einfacher Weise an eine Transportbewegung des Trägermaterials angepaßt werden.

Vorteilhaft ist insbesondere auch, daß die Übernahme der zu dosierenden Flüssigkeit von der Dosiereinrichtung auf das Trägermaterial einfach gelöst ist.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten wird das Trägermaterial während eines Dosiervorganges gleichzeitig an mehreren vorbestimmten Stellen entsprechend dem zu erzeugenden Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen benetzt.

Es ist vorteilhaft, wenn das Trägermaterial linear und zumindest in einem Bereich der Dosiereinrichtung quer, insbesondere senkrecht zu einer Drehachse der Dosiereinrichtung bewegt wird.

Bevorzugterweise wird das Trägermaterial und/oder die Dosiereinrichtung kontinuierlich oder absatzweise bewegt.

Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Flüssigkeit von der Dosiereinrichtung an ein auf dem Trägermaterial angeordnetes Saug- oder Speichermedium übergeben, wobei das Saug- oder Speichermedium entsprechend dem zu erzeugenden Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen vorstrukturiert wird. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die an das Saug- oder Speichermedium übertragene Flüssigkeit zumindest teilweise im Saug- oder Speichermedium gespeichert wird.

Bevorzugterweise wird die Flüssigkeit der Dosiereinrichtung aus einem Vorratsbehälter zugeführt, wobei eine Regelung der zugeführten Flüssigkeitsmenge mittels eines zwischen Vorratsbehälter und Dosiereinrichtung angeordneten Dosierreglers vorgenommen wird.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die pro diskretem Flüssigkeitsbereich zugeführte Menge an Flüssigkeit in Abhängigkeit einer Bewegungsgeschwindigkeit der Dosiereinrichtung, insbesondere einer Drehzahl der Dosiereinrichtung, und/oder in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Vorratsbehälters und/oder in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Dosierreglers gesteuert.

Zudem ist es vorteilhaft, wenn die Flüssigkeit auf der Umfangsfläche der Dosiereinrichtung vordosiert wird.

Weiterhin kann die Flüssigkeit auf der Umfangsfläche der Dosiereinrichtung in diskreten Bereichen entsprechend dem zu erzeugenden Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen angeordnet werden.

Zudem ist es vorteilhaft, wenn die rotierende Dosierbewegung der Dosiereinrichtung und die lineare Bewegung des Trägermaterials an konstruktive Parameter der Dosiereinrichtung, insbesondere einer Umfangsfläche der Dosiereinrichtung und/oder an eine Anordnung der diskreten Flüssigkeitsbereiche auf der Umfangsfläche der Dosiereinrichtung angepaßt werden.

Die Drehbewegung der Dosiereinrichtung und/oder die Transportbewegung des Trägermaterials können sowohl kontinuierlich als auch absatzweise ausgeführt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten in einer Seitenansicht,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Trägermaterials und eines auf dem Trägermaterial angeordneten Saug- oder Speichermediums der Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach Fig. 1 in einer Seitenansicht und einer Draufsicht, und
Fig. 3 eine verdeutlichende schematische Detailansicht im Bereich einer Flüssigkeitsdosiereinrichtung der Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach Fig. 1.
In Fig. 1 ist ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten dargestellt, mit dem eine Mikrodosierung von Flüssigkeiten auf ein flexibles Trägermaterial nach einem vorgegebenen Muster durchführbar ist. Das Trägermaterial 2 umfaßt insbesondere eine Folie, einen Film oder eine Papierbahn.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird das Trägermaterial 2 in einer Abrolleinrichtung 14 von einer ersten Rolle 12 abgerollt und entlang einer Bahnführung durch die Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten geführt. Die Transportrichtung des Trägermaterials 2 ist in Fig. 1 durch die Pfeile mit der Benennung X verdeutlicht. Die Abrolleinrichtung 14 ist an einem Maschinengestell 1 abgestützt.
Der notwendige Bahnzug zu einer Abrollung des Trägermaterials 2 von der ersten Rolle 12 wird durch Steuerung der Antriebseinheit 12a der Abrolleinrichtung 14 in Verbindung mit der Transportantriebseinrichtung 8 des Transportmaterials 2 durch Einstellung einer bestimmten Differenzgeschwindigkeit bzw. einer daraus resultierenden Bahnspannung geregelt. Zur Ermittlung einer tatsächlichen Bahnspannung ist eine der entlang der Bahnführung angeordneten Umlenkwalzen 15 mit einem Meßsensor, insbesondere einem Drucksensor, verbunden.
Die Abrollvorrichtung 14 weist eine zweite, bevorratete Rolle 13 des Trägermaterials 2 auf, welche ebenfalls mit einer Antriebseinheit 13a zur Erzeugung einer Bahnspannung (wiederum im Zusammenspiel mit dem Transportantriebseinrichtung 8) in Verbindung steht. Wird während des Abwickelvorganges ein Bahnende der ersten Rolle 12 erreicht, wird auf die bevorratete zweite Rolle 13 des Trägermaterials 2 umgestellt.
Die vorliegende Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten ist jedoch nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel mit der Abrollvorrichtung 14 beschränkt. Die vorstehend beschriebene Art der Abrolleinrichtung stellt lediglich eine vorteilhafte Ausführung einer möglichen Zuführung des Trägermaterials zu der nachfolgend angeordneten Dosiereinrichtung 4 dar. Die beschriebene Art der Abrolleinrichtung ist insoweit vorteilhaft, daß eine effiziente und einfache Art der Zuführung zur Mikrodosiervorrichtung ermöglicht wird. Jedoch kann die Abrollvorrichtung 14 beispielsweise auch mit an entsprechenden Stellen angeordneten Bremseinheiten anstatt der Antriebseinheiten 12a, 13a ausgerüstet sein. Ebenso ist die Anordnung von zwei Rollen 12, 13 nicht zwingend notwendig.
Die vorliegende Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten ist ebenfalls nicht auf die rollenförmige Zurverfügungstellung des Trägermaterials 2 beschränkt. Ohne wesentliche Änderungen der vorliegenden Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten vornehmen zu müssen, kann das Trägermaterial 2 beispielsweise auch als einzelne Trägerplatten, beispielsweise als geschnittene Papier- oder Folienbahnen, der Dosiereinrichtung 4 zur Verfügung gestellt werden.
Das Trägermaterial 2 wird gemäß dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel kontinuierlich unter die Dosiereinrichtung 4, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Dosierwalze ausgebildet ist, transportiert. Konstruktive Parameter der Dosierwalze 4 sind der Durchmesser und die daraus resultierende Umfangsfläche der Dosierwalze 4.
Oberhalb der Dosierwalze 4 ist ein Vorratsbehälter 5 angeordnet, in dem die zu dosierende Flüssigkeit bevorratet wird. Die Flüssigkeit wird aus dem Vorratsbehälter 5 über einen Dosierregler 6 auf eine Umfangsfläche der Dosierwalze 4 aufgebracht. Betriebsparameter des Vorratsbehälters können beispielsweise eine im Vorratsbehälter 5 gespeicherte Menge an Flüssigkeit oder ein im Vorratsbehälter 5 eingestellter Betriebsdruck. Der Betriebsdruck ist insbesondere durch Regelung eines Zuflusses an Flüssigkeit und/oder des Abflusses an Flüssigkeit realisierbar.
Zwischen dem Vorratsbehälter 5 und der Umfangsfläche der Dosierwalze 4 ist ein Dosierregler 6 angeordnet. Dieser nicht im einzelnen gezeigte Dosierregler 6 ist als ein Dosierschieber ausgebildet. Ein Betriebsparameter des Dosierschiebers ist dessen Öffnungsweite (Blendenweite). In einem weiteren, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Dosierregler 6 als drehbare Walze mit einem separaten Antrieb ausgeführt. Diese weitere, drehbare Walze ermöglicht eine zusätzlich verbesserte Vergleichmäßigung der Flüssigkeit vor einer Übernahme durch die Umfangsfläche der eigentlichen Dosierwalze 4.
Mittels einer rotierenden Bewegung der Dosierwalze 4 um deren Drehachse Z wird die auf der Umfangsfläche der Dosierwalze 4 aufgebrachte Flüssigkeit in Richtung des Trägermaterials 2 transportiert und an das Trägermaterial 2 übergeben.
Gemäß dem in Fig. 1 gezeigten besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Transportrichtung des Trägermediums 2 im Bereich der Dosiereinrichtungen 4 im wesentlichen horizontal. Weiterhin ist die Drehachse Z der Dosierwalze 4 senkrecht zur Bewegungsrichtung des Transportmaterials 2 angeordnet. Diese Anordnung des Trägermaterials 2 relativ zur Dosierwalze 4 und den oberhalb der Dosierwalze 4 angeordneten Vorratsbehälter 5 ist zwar bevorzugt, jedoch nicht zwingend notwendig. Beispielsweise kann das Trägermaterial 2 auch in einem Winkel zur Horizontalen transportiert werden. Ebenso kann die Dosierwalze 4 zusammen mit dem Vorratsbehälter 5 und dem Dosierregler auch unterhalb des Trägermaterials 2 angeordnet werden, wobei in einem solchen Ausführungsbeispiel die Flüssigkeit mittels eines Überdrucks in dem Vorratsbehälter 5 auf die Oberfläche der Dosierwalze 4 aufgebracht wird.
Entlang der Transportrichtung X des Transportmediums 2 ist eine weitere Dosierwalze 4 zusammen mit einem weiteren Vorratsbehälter 5 und einem weiteren Dosierregler 6 angeordnet. Die in dem weiteren Vorratsbehälter 5 bevorratete Flüssigkeit wird ebenfalls mittels einer Drehbewegung der weiteren Dosierwalze 4 in Richtung der Oberfläche des Trägermediums 2 transportiert und nachfolgend an das Trägermedium 2 übergeben.
Im Anschluß an die Dosierung der Flüssigkeit auf dem Trägermedium 2 ist eine Trocknungseinrichtung 16 angeordnet. Die Trocknung der Flüssigkeit erfolgt dabei beispielsweise mittels Belüftung, UV-Licht oder Infrarotlicht.
Mittels einer Steuereinrichtung 9 können die Antriebseinheiten 12a, 13a der Abrolleinrichtung 14, der Transportantrieb 8 und die Walzenantriebe 7 der Dosierwalzen 4 aufeinander abgestimmt werden. Die Steuereinrichtung 9 ist ebenfalls zur Regelung des Dosierreglers 6 und der nachfolgend angeordneten Trocknung 16 vorgesehen.
Wie in Fig. 2 gezeigt, ist auf dem Trägermaterial 2 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Saug- oder Speichermedium 3 angeordnet. Das Saug- oder Speichermedium 3 ist entsprechend dem zu erzeugenden Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen vorstrukturiert, wobei als ein exemplarisches, zur Verdeutlichung dienendes Beispiel für ein solches vorstrukturiertes Muster eine 4 × 4 Matrix dargestellt ist. Die Matrix 11 wird durch 4 Matrixpunkte in der Transportrichtung X des Trägermaterials 2 und vier Matrixpunkte senkrecht zur Transportrichtung X des Trägermediums 2 (welche der Richtung Y entspricht) aufgespannt. Dies ist insbesondere in der oberen Hälfte der Fig. 2, in welcher eine Draufsicht des Trägermaterials 2 und des Saug- oder Speichermediums 3 dargestellt ist, ersichtlich.
Wie aus Fig. 2 entnehmbar, ist das Trägermaterial 2 in der Nähe der Bahnkanten des Trägermaterials 2 mit einer Perforierung mit Aussparungen 10 versehen. Diese als Bohrungen ausgeführten Aussparungen 10 ermöglichen eine Kraftübertragung von der Transportantriebseinrichtung 8 auf das Transportmaterial 2. Diese Art der Kraftübertragung von der Transportantriebseinrichtung 8 auf das Trägermaterial 2 ist zwar bevorzugt, jedoch nicht zwingend. Dementsprechend ist die vorliegende Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nicht auf dieses Ausführungsbeispiel eingeschränkt. Beispielsweise kann eine Kraftübertragung auf das Transportmedium 2 auch über einen Walzenspalt zweier sich gegenüberliegender Walzen realisiert werden.
Wie beschrieben, ist das Saug- oder Speichermedium 3 entsprechend dem zu erzeugenden Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen durch die Matrixpunkte 11 und die zwischen den Matrixpunkten angeordneten Stegbereiche 11a vorstrukturiert.
In Fig. 3 ist der Bereich der Dosierwalzen 4 der Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten vergrößert dargestellt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist das Saug- oder Speichermedium 3 auf dem Trägermaterial 2 angeordnet, wobei das Saug- oder Speichermedium 3 mit der Umfangsfläche der Dosierwalze 4 in Kontakt bringbar ist. Das Trägermaterial 2 ist im Bereich der Dosierwalze 4 horizontal und unterhalb der Dosierwalze 4 angeordnet. Oberhalb der Dosierwalze 4 ist der Vorratsbehälter 5 angeordnet. Der Vorratsbehälter 5 steht über den Dosierregler 6 mit der Umfangsfläche der Dosierwalze 4 in Kontakt.
Aus Fig. 3 ist auch die Perforierung der Randbereiche des bandförmigen Transportmateerials 2 insbesondere im Zusammenspiel mit der Transporteinrichtung 8 ersichtlich. Ebenfalls ist in Fig. 3 die Walzenantriebseinheit 7 gezeigt.
Wie in Fig. 3 angedeutet, ist die Vorratseinrichtung 5 entlang der Transportrichtung X des Transportmaterials 2 und entgegen der Transportrichtung des Transportmaterials 2 bewegbar. Zudem ist der Vorratsbehälter zusammen mit dem Dosierregler 6 senkrecht zur Transportrichtung X des Transportmaterial 2 bewegbar, wodurch ein Abstand zwischen dem Dosierregler 6 und der Umfangsfläche der Dosierwalze 4 veränderbar ist.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten ohne das strukturierte Saug- oder Speichermedium 3 weist das Trägermaterial Bereiche mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften auf, wobei eine Anordnung der Bereiche mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften analog zum vorgegebenen Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen angeordnet ist. Beispielsweise sind Bereiche mit hydrophoben bzw. hydrophilen Eigenschaften nebeneinander in einer Matrixstruktur angeordnet, wodurch bevorzugte Anlagerungsbereiche für eine bestimmte Flüssigkeit erzeugt werden, wodurch bei diesem (nicht gezeigten) Ausführungsbeispiel eine Hydrophobisierung bestimmter Bereiche des Saug- oder Speichermediums eingestellt wird, und eine von der Umfangsfläche an das Saug- oder Speichermedium übertragen, lipophile Flüssigkeit ausschließlich in diesen hydrophoben Bereichen angelagert wird.
Durch die Ausbildung von Bereichen mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften analog zum vorgegebenen Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen wird folglich eine vergleichbare Vorstrukturierung erreicht, wie durch die vorstehend beschriebene Anordnung eines Saug- oder Speichermediums 3 auf der Oberfläche des Trägermaterials 2.
In einem weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten weist die Umfangsfläche der Dosierwalze 4 eine Profilierung entsprechend dem zu erzeugenden Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen auf. Die durch die Profilierung erzeugte Oberflächengestaltung der Umfangsfläche der Dosierwalze 4 erzeugt eine bestimmte Klischeeanordnung auf dem Umfang der Dosierwalze 4. Die Klischeeanordnung auf dem Umfang der Dosierwalze 4 stellt einen weiteren wesentlichen konstruktiven Parameter der Dosierwalze 4 dar.
Mittels der beschriebenen Profilierung der Umfangsfläche der Dosierwalze wird das zu erzeugende Muster, also beispielsweise die Matrixpunkte 11, auf die Oberfläche des Trägermaterials 2 aufgebracht. Dementsprechend wird die Oberfläche des Trägermaterials 2 an diesen Stellen mit der Flüssigkeit benetzt bzw. imprägniert. Je nach Aufbau der Dosierwalze 4 und der Matrixgestaltung können ein bis mehrere Punkte gleichzeitig benetzt werden. Dabei ist die Transportgeschwindigkeit des Trägermaterials 2, die Drehzahl der Dosierwalze 4 und die Klischeeanordnung auf dem Umfang der Dosierwalze 4 sind auf einander abgestimmt. Die dosierte Flüssigkeitsmenge wird über die Drehzahl der Dosierwalze 4 und die Betriebsparameter der Flüssigkeitszuführung durch Vorratsbehälter 5 und Dosierregler 6 gesteuert.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind demzufolge weder eine Anordnung eines Saug- oder Speichermediums 3 noch die Ausgestaltung des Trägermaterials 2 mit Bereichen mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften notwendig.
Wie in Fig. 3 durch den im Querschnitt der Dosierwalze 4 angeordneten Pfeil angedeutet, wird die Flüssigkeit von der Dosierwalze 4 in einer rotierenden Dosierbewegung an das benachbart zur Dosiereinrichtung 4 angeordnete Trägermaterial 2 übertragen, wobei die Flüssigkeit an vorbestimmten Stellen des Trägermaterials 2 zur Erzeugung des Musters aus diskreten Flüssigkeitsbereichen, insbesondere Flüssigkeitspunkten auf dem Trägermaterial 2 angeordnet wird. Während eines Dosiervorganges wird das Trägermaterial 2 gleichzeitig an mehreren vorbestimmten Stellen entsprechend dem zu erzeugenden Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen durch ein Abwälzen der Umfangsfläche der Dosierwalze 4 auf der kontinuierlich und linear bewegten Oberfläche des Trägermaterials 2 benetzt bzw. imprägniert. Dabei werden ein oder mehrere diskrete Flüssigkeitsbereiche (Flüssigkeitspunkte) gleichzeitig benetzt.
Ist zwischen der Oberfläche des Trägermaterials 2 und der Umfangsfläche der Dosierwalze 4 ein Saug- oder Speichermedium 3 angeordnet, so wird die Flüssigkeit von der Dosiereinrichtung direkt an das auf dem Trägermaterial 2 angeordnete Saug- oder Speichermedium 3 übergeben. Die an das Saug- oder Speichermedium 3 übertragene Flüssigkeit kann im Saug- oder Speichermedium selbst gespeichert werden.

Claims

1. Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten mit einer Dosiereinrichtung (4) und einem benachbart zu der Dosiereinrichtung (4) angeordneten, beweglichen und flexiblen Trägermaterial (2), wobei die Dosiereinrichtung (4) um eine Drehachse (Z) derselben rotierbar ist und mittels einer rotierenden Dosierbewegung ein vorgegebenes Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen auf dem Trägermaterial (2) erzeugbar ist.

2. Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Transportrichtung (X) des Trägermaterials 2 quer, insbesondere senkrecht zur Drehachse (Z) der Dosiereinrichtung (4) angeordnet ist.

3. Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial (2) zumindest zeitweise unter der Dosiereinrichtung (4) angeordnet ist.

4. Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial (2) als einzelne Trägerplatten oder als endloses Band, insbesondere von einer Vorratsrolle (12, 13), zuführbar ist.

5. Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial (2) Bereiche mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften aufweist, wobei eine Anordnung der Bereiche mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften analog zum vorgegebenen Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen ist.

6. Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein auf dem Trägermaterial (2) angeordnetes Saug- oder Speichermedium (3), wobei das Saug- oder Speichermedium (3) entsprechend dem zu erzeugenden Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen vorstrukturiert ist und/oder Bereiche mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften analog zum vorgegebenen Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen aufweist.

7. Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zu erzeugende Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen eine Matrix (11) mit mehreren diskreten Flüssigkeitsbereichen aufweist.

8. Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung (4) als Dosierwalze ausgebildet ist.

9. Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umfangsfläche der Dosierwalze (4) ein Profilierung entsprechend dem zu erzeugenden Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen aufweist.

10. Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermedium (2) und/oder die Dosierwalze (4) kontinuierlich oder absatzweise bewegbar sind, wobei die Bewegungen des Trägermediums (2) und/oder der Dosiereinrichtung (4) mittels einer insbesondere elektronischen Steuereinrichtung (9) steuerbar sind.

11. Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in einem benachbart zur Dosiereinrichtung (4) angeordneten Vorratsbehälter (5) gespeichert und mittels eines Dosierreglers (6) der Dosiereinrichtung (4) zuführbar ist.

12. Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Anordnung bestehend aus einer weiteren Dosiereinrichtung (4), einem weiteren Vorratsbehälter (5) und einem weiteren Dosierregler (6), wobei die weitere Dosiereinrichtung (4) um eine Drehachse derselben rotierbar ist und mittels einer rotierenden Dosierbewegung ein weiteres, vorgegebenes Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen auf dem Trägermaterial (2) erzeugbar ist.

13. Vorrichtung zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine Trocknungseinrichtung (16) für die auf das Trägermaterial (2) aufgebrachten diskreten Flüssigkeitsbereiche.

14. Verfahren zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten, wobei eine Flüssigkeit von einer Dosiereinrichtung (4) in einer rotierenden Dosierbewegung an ein benachbart zur Dosiereinrichtung (4) angeordnetes Trägermaterial (2) übertragen wird, und wobei die Flüssigkeit an vorbestimmten Stellen des Trägermaterials (2) zur Erzeugung eines Musters aus diskreten Flüssigkeitsbereichen auf dem Trägermaterial (2) angeordnet wird.

15. Verfahren zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial (2) während eines Dosiervorganges gleichzeitig an mehreren vorbestimmten Stellen entsprechend dem zu erzeugenden Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen benetzt wird.

16. Verfahren zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial (2) linear und zumindest in einem Bereich der Dosiereinrichtung (4) quer, insbesondere senkrecht zu einer Drehachse (Z) der Dosiereinrichtung (4) bewegt wird.

17. Verfahren zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach zumindest einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial (2) und/oder die Dosiereinrichtung (4) kontinuierlich oder absatzweise bewegt werden.

18. Verfahren zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach zumindest einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit von der Dosiereinrichtung (4) an ein auf dem Trägermaterial (2) angeordnetes Saug- oder Speichermedium (3) übergeben wird, wobei das Saug- oder Speichermedium (3) entsprechend dem zu erzeugenden Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen vorstrukturiert wird.

19. Verfahren zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die an das Saug- oder Speichermedium (3) übertragene Flüssigkeit zumindest teilweise im Saug- oder Speichermedium (3) gespeichert wird.

20. Verfahren zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach zumindest einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit der Dosiereinrichtung (4) aus einem Vorratsbehälter (5) zugeführt wird, wobei eine Regelung einer der Dosiereinrichtung (4) zugeführten Flüssigkeitsmenge mittels eines zwischen Vorratsbehälter (5) und Dosiereinrichtung (4) angeordneten Dosierreglers (6) vorgenommen wird.

21. Verfahren zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die pro diskretem Flüssigkeitsbereich zugeführte Menge an Flüssigkeit in Abhängigkeit einer Bewegungsgeschwindigkeit der Dosiereinrichtung (4), insbesondere einer Drehzahl der Dosiereinrichtung (4), und/oder in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Vorratsbehälters (5) und/oder in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Dosierreglers (6) gesteuert wird.

22. Verfahren zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach zumindest einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit auf der Umfangsfläche der Dosiereinrichtung (6) vordosiert wird.

23. Verfahren zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach zumindest einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit auf der Umfangsfläche der Dosiereinrichtung (4) in diskreten Bereichen entsprechend dem zu erzeugenden Muster aus diskreten Flüssigkeitsbereichen angeordnet wird.

24. Verfahren zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Dosierbewegung der Dosiereinrichtung (4) und die lineare Bewegung des Trägermaterials (2) an die konstruktiven Parameter der Dosiereinrichtung (4), insbesondere eine Umfangsfläche der Dosiereinrichtung (4) und/oder eine Anordnung der diskreten Flüssigkeitsbereiche auf der Umfangsfläche der Dosiereinrichtung (4) angepaßt werden.

25. Verfahren zur Mikrodosierung von Flüssigkeiten nach zumindest einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung der Dosiereinrichtung (4) und/oder die Bewegung des Trägermaterials (2) kontinuierlich oder absatzweise ausgeführt wird.